Dualité Onde Corpuscule. Philippe Ribière
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- Judith Raymond
- il y a 9 ans
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1 Philippe Ribière Orléans, Lycée Charles Peguy 24 Mai 2013
2 1. Au début du XXème siècle
3 1. Au début du XXème siècle
4 1. Au début du XXème siècle
5 1. Au début du XXème siècle La mécanique (classique) est connue
6 1. Au début du XXème siècle Théorie complète de la lumière
7 1. Au début du XXème siècle La révolution industrielle est en marche
8 1. Au début du XXème siècle La révolution industrielle est en marche
9 1. Au début du XXème siècle La révolution industrielle est en marche
10 1. Au début du XXème siècle A part une petite difficulté dans le rayonnement, la Physique est terminée. Lord Kelvin
11 1. Au début du XXème siècle Dernières difficultés de la physique Le spectre du corps noir
12 1. Au début du XXème siècle Dernières difficultés de la physique Le spectre du corps noir
13 1. Au début du XXème siècle Dernières difficultés de la physique Le spectre discret de l'hydrogène
14 1. Au début du XXème siècle Dernières difficultés de la physique Le spectre du corps noir Le spectre de l'hydrogène Naissance de la mécanique quantique
15 1. Au début du XXème siècle Dernières difficultés de la physique Naissance de la mécanique relativiste
16 2. L'expérience avec la polarisation 2.1. L'expérience classique de Malus
17 2. L'expérience avec la polarisation 2.1. L'expérience classique de Malus direction de propagation
18 2. L'expérience avec la polarisation 2.1. L'expérience classique de Malus direction du champ électrique direction de polarisation E sur Ux direction de propagation
19 2. L'expérience avec la polarisation 2.1. L'expérience classique de Malus direction du champ électrique direction de polarisation E sur Ux direction de propagation
20 2. L'expérience avec la polarisation 2.1. L'expérience classique de Malus direction du champ électrique direction de polarisation E sur Ux polariseur analyseur Ux' E sur Ux' direction de propagation
21 2. L'expérience avec la polarisation 2.1. L'expérience classique de Malus direction du champ électrique direction de polarisation E sur Ux polariseur analyseur Ux' E sur Ux' Ux= cosa Ux' +sina Uy' direction de propagation
22 2. L'expérience avec la polarisation 2.1. L'expérience classique de Malus direction du champ électrique direction de polarisation E sur Ux Intensité I polariseur analyseur Ux' E sur Ux' Ux= cosa Ux' +sina Uy' Intensité I cos²( ) direction de propagation
23 2. L'expérience avec la polarisation 2.1. L'expérience classique de Malus direction du champ électrique direction de polarisation E sur Ux Intensité I polariseur analyseur Ux' E sur Ux' Ux= cosa Ux' +sina Uy' Intensité I cos²( ) Loi de Malus pour a=45 direction de propagation 50% de la lumière passe (polarisée sur Ux')
24 2. L'expérience avec la polarisation 2.1. L'expérience classique de Malus Voir la vidéo : Effet d un polarisateur
25 2. L'expérience avec la polarisation 2.2. L'expérience quantique de Malus
26 2. L'expérience avec la polarisation 2.2. L'expérience quantique de Malus direction du champ électrique direction de polarisation E sur Ux atténuateur Un photon
27 2. L'expérience avec la polarisation 2.2. L'expérience quantique de Malus Durée 1s Durée 100s Les quanta de lumière: les photons Interprétation corpusculaire.
28 2. L'expérience avec la polarisation 2.2. L'expérience quantique de Malus direction du champ électrique direction de polarisation E sur Ux atténuateur Un photon Ux> direction de propagation
29 2. L'expérience avec la polarisation 2.2. L'expérience quantique de Malus direction du champ électrique direction de polarisation E sur Ux atténuateur Un photon Ux> polariseur Ux' direction de propagation
30 2. L'expérience avec la polarisation 2.2. L'expérience quantique de Malus direction du champ électrique direction de polarisation E sur Ux atténuateur Un photon Ux> polariseur Ux'?????????? direction de propagation
31 2. L'expérience avec la polarisation 2.2. L'expérience quantique de Malus direction du champ électrique direction de polarisation E sur Ux atténuateur Un photon Ux> polariseur Ux' Le photon passe ou ne passe pas direction de propagation
32 2. L'expérience avec la polarisation 2.2. L'expérience quantique de Malus direction du champ électrique direction de polarisation E sur Ux atténuateur Un photon Ux> polariseur Ux' S'il passe... Ux'> direction de propagation
33 2. L'expérience avec la polarisation 2.2. L'expérience quantique de Malus direction du champ électrique direction de polarisation E sur Ux atténuateur Un photon Ux> polariseur Ux' Ux>=cosa Ux'> + sina Uy'> S'il passe... Ux'> direction de propagation
34 2. L'expérience avec la polarisation 2.2. L'expérience quantique de Malus direction du champ électrique direction de polarisation E sur Ux atténuateur Un photon Ux> polariseur Ux' Ux>=cosa Ux'> + sina Uy'> S'il passe... Ux'> direction de propagation la probabilité de passer est de cos²a a=45, cos²a=50%
35 2. L'expérience avec la polarisation 2.3. Conclusions quantiques
36 2. L'expérience avec la polarisation 2.3. Conclusions quantiques 1. L'état du système quantique est défini par une fonction d'onde (vecteur) appelée ket Ux>, Ux'> 2. Une quantité mesurable est décrite par une matrice appelée observable Px' projecteur sur la direction de polarisation Px' Ux'>=1. Ux'> et Px' Uy'>=0 Px'= ( 1 0 ) ( 0 0 )
37 2. L'expérience avec la polarisation 2.3. Conclusions quantiques 3. La mesure d'une grandeur physique ne donne que les valeurs propres de l'observable les valeurs propres de P'x sont 0 et 1 4. Lors d'une mesure, la probabilité de trouver la valeur propre est le carré du produit scalaire du ket et du vecteur propre <Ux' Ux>²= cos² a
38 2. L'expérience avec la polarisation 2.3. Conclusions quantiques 5. Après la mesure, l'état du système devient le vecteur propre associé à la mesure. Si le photon est passé, son état est alors Ux'> (réduction du paquet d'onde) 6. L'évolution de l'état propre est décrite par l'équation de Schrödinger
39 2. L'expérience avec la polarisation 2.3. Conclusions quantiques L'onde permet de calculer la probabilité qu'une corpuscule se manifeste
40 2. L'expérience avec la polarisation 2.3. Conclusions quantiques L'onde permet de calculer la probabilité qu'une corpuscule se manifeste Onde Corpuscule Lien p p h h c ou pc
41 2. L'expérience avec la polarisation 2.4. Retour sur l'interprétation classique
42 2. L'expérience avec la polarisation 2.4. Retour sur l'interprétation classique direction du champ électrique direction de polarisation E sur Ux atténuateur N photons Ux> direction de propagation
43 2. L'expérience avec la polarisation 2.4. Retour sur l'interprétation classique direction du champ électrique direction de polarisation E sur Ux atténuateur N photons Ux> Ux>=cosa Ux'> + sina Uy'> Ncos²a photons passent Ux'> direction de propagation la probabilité de passer est de cos²a a=45, cos²a=50%
44 3. L'expérience des fentes d'young 3.1. L'expérience
45 3. L'expérience des fentes d'young 3.1. L'expérience e a D
46 3. L'expérience des fentes d'young 3.1. L'expérience e a D
47 3. L'expérience des fentes d'young 3.2. Résultats de la théorie corpusculaire
48 3. L'expérience des fentes d'young 3.2. Résultats de la théorie corpusculaire
49 3. L'expérience des fentes d'young 3.2. Résultats de la théorie corpusculaire Impact: aspect corpusculaire
50 3. L'expérience des fentes d'young 3.2. Résultats de la théorie corpusculaire Probabilité des Impacts (fente n 2 fermée)
51 3. L'expérience des fentes d'young 3.2. Résultats de la théorie corpusculaire Probabilité des Impacts (fente n 1 fermée)
52 3. L'expérience des fentes d'young 3.2. Résultats de la théorie corpusculaire Probabilité des Impacts ( 2 fentes ouvertes)
53 3. L'expérience des fentes d'young 3.2. Résultats de la théorie corpusculaire Probabilité des Impacts ( 2 fentes ouvertes)
54 3. L'expérience des fentes d'young 3.3. Résultats de la théorie ondulatoire
55 3. L'expérience des fentes d'young 3.3. Résultats de la théorie ondulatoire Intensité lumineuse (fente n 2 fermée)
56 3. L'expérience des fentes d'young 3.3. Résultats de la théorie ondulatoire Intensité lumineuse (fente n 1 fermée)
57 3. L'expérience des fentes d'young 3.3. Résultats de la théorie ondulatoire Intensité lumineuse (2 fentes ouvertes)
58 3. L'expérience des fentes d'young 3.3. Résultats de la théorie ondulatoire
59 3. L'expérience des fentes d'young 3.3. Résultats de la théorie ondulatoire Intensité lumineuse (2 fentes ouvertes)
60 3. L'expérience des fentes d'young 3.3. Résultats de la théorie ondulatoire Intensité lumineuse (2 fentes ouvertes)
61 3. L'expérience des fentes d'young 3.4. Résultats expérimentaux avec un photon.
62 3. L'expérience des fentes d'young 3.4. Résultats expérimentaux avec un photon.
63 3. L'expérience des fentes d'young 3.4. Résultats expérimentaux avec un photon. t=1s t=100s t=10000s
64 3. L'expérience des fentes d'young 3.4. Résultats expérimentaux avec un photon. Impacts: aspect corpusculaire Probabilité des Impacts: Distribuée comme l'éclairement Aspect ondulatoire.
65 3. L'expérience des fentes d'young 3.5. Généralisation
66 3. L'expérience des fentes d'young 3.5. Généralisation L'onde permet de calculer la probabilité qu'une corpuscule se manifeste De Broglie
67 3. L'expérience des fentes d'young 3.5. Généralisation L'onde permet de calculer la probabilité qu'une corpuscule se manifeste Onde Corpuscule Lien p p h h p²/(2m)
68 3. L'expérience des fentes d'young 3.5. Généralisation Impacts: aspect corpusculaire Probabilité des Impacts: Distribuée comme l'éclairement Aspect ondulatoire. De Broglie: généralisation de la dualité onde corpuscule Interférences avec des électrons Interférences avec des atomes ultra froids Interférences avec des C60 Interférences avec des phtalocyanines (1298 uma)
69 4. L'expérience du Radiomètre de Crookes 4.1. L'expérience.
70 4. L'expérience du Radiomètre de Crookes 4.1. L'expérience. Voir la vidéo : Le radiomètre de Crook dans le vide
71 4. L'expérience du Radiomètre de Crookes 4.2. L'interprétation onde/corpuscule.
72 4. L'expérience du Radiomètre de Crookes 4.2. L'interprétation onde/corpuscule.
73 4. L'expérience du Radiomètre de Crookes 4.2. L'interprétation onde/corpuscule. Radiomètre à vide Tourne grâce à la pression de radiation
74 4. L'expérience du Radiomètre de Crookes 4.2. L'interprétation onde/corpuscule. Radiomètre à vide Tourne grâce à la pression de radiation Interprétation ondulatoire et Interprétation corpusculaire
75 4. L'expérience du Radiomètre de Crookes 4.3. Le piège...
76 4. L'expérience du Radiomètre de Crookes 4.3. Le piège... Voir la vidéo : Le piège
77 4. L'expérience du Radiomètre de Crookes 4.3. Le piège... Radiomètre à air Tourne par effets thermiques
78 5. Le paradoxe E.P.R.
79 5. Le paradoxe E.P.R.
80 5. Le paradoxe E.P.R. Photon n 1 Photon n 2
81 5. Le paradoxe E.P.R. Photon n 1 Photon n 2 Deux photons corrélés Les deux photons sont décrits par une et une seule fonction d'onde Avant la mesure Ux>
82 5. Le paradoxe E.P.R. polariseur Ux>=cosa Ux'> + sina Uy'> Photon n 1 Photon n 2 Deux photons corrélés Les deux photons sont décrits par une et une seule fonction d'onde Avant la mesure Ux>
83 5. Le paradoxe E.P.R. polariseur Ux>=cosa Ux'> + sina Uy'> Photon n 1 Photon n 2 Deux photons corrélés Les deux photons sont décrits par une et une seule fonction d'onde Avant la mesure Ux> Après la mesure Ux'> (pour les deux photons)
84 5. Le paradoxe E.P.R. polariseur Ux>=cosa Ux'> + sina Uy'> Photon n 1 Photon n 2 Deux photons corrélés Les deux photons sont décrits par une et une seule fonction d'onde Avant la mesure Ux> Après la mesure Ux'> (pour les deux photons)
85 6. Le paradoxe du chat de Schrödinger
86 6. Le paradoxe du chat de Schrödinger E sur Ux atténuateur 1 photon Ux>
87 6. Le paradoxe du chat de Schrödinger E sur Ux atténuateur Ux>=cosa Ux'> + sina Uy'> 1 photon Ux>
88 6. Le paradoxe du chat de Schrödinger E sur Ux atténuateur Ux>=cosa Ux'> + sina Uy'> 1 photon Ux>
89 6. Le paradoxe du chat de Schrödinger E sur Ux atténuateur Ux>=cosa Ux'> + sina Uy'> 1 photon Ux> Chat>=cosa Mort> + sina Vivant>
90 6. Le paradoxe du chat de Schrödinger Problème de décohérence quantique Problème de la place de l'observateur en mécanique quantique
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